DE2126921C3 - Energy-supplying eutectic mixture suitable for the production of explosives with a low solidification point and its use - Google Patents
Energy-supplying eutectic mixture suitable for the production of explosives with a low solidification point and its useInfo
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- C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
Description
Die Erfindung betrifft unter —10° C flüssige, energieliefernde, eutektische Gemische aus schmelzbaren Komponenten und ihre Verwendung in Sprengstoffen.The invention relates to below -10 ° C liquid, energy-supplying, Eutectic mixtures of fusible components and their use in explosives.
Bekannt sind gas- und energieliefernde, eutektische Gemische auf der Basis von Ammoniumnitrat/Harnstoff und Verbindungen wie Ammoniumsulfamat, -thiosulfat, -formiat, -acetal, -thiocyanat und -hypophosphit, Acetamiden, Propionamiden und Methylaminnilrat. Der Nachteil dieser bekannten Gemische ist der, daß die meisten von ihnen bei Temperaturen oberhalb 00C und einige wenige bei Temperaturen zwischen — 100C und 0°C erstarren; unterhalb -100C sind alle diese Gemische fest. Für die Verwendung in der Praxis ist es jedoch wichtig, daß die eutektischen Gemische auch bei Temperaturen unterhalb vor. -10° C noch flüssig sind.Gas- and energy-supplying, eutectic mixtures based on ammonium nitrate / urea and compounds such as ammonium sulfamate, thiosulfate, formate, acetal, thiocyanate and hypophosphite, acetamides, propionamides and methylamine nitrate are known. The disadvantage of these known mixtures is that the most of them at temperatures above 0 0 C and a few at temperatures between - 10 solidify 0 C and 0 ° C; below -10 0 C all these mixtures are solid. For use in practice, however, it is important that the eutectic mixtures also occur at temperatures below. -10 ° C are still liquid.
Es wurde nun ein energieliefemdes, eutektisches Gemisch auf der Basis von sauerstoffabgebenden Salzen und verbrennbaren Verbindungen gefunden, das gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-%. an Nitraten und/oder Perchloraten von Alkanolaminen und einen Erstarrungspunkt unterhalb von - 100C.An energy-providing, eutectic mixture based on oxygen-releasing salts and combustible compounds has now been found which is characterized by a content of at least 30% by weight, preferably 50 to 70% by weight. of nitrates and / or perchlorates of alkanolamines and a freezing point below - 10 0 C.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch den Zusatz von Alkanolaminnitraten oder -perchloraten der Erstarrungspunkt von eutektischen Gemischen, die überwiegend aus sauerstoffabgebenden Salzen und verbrennbaren Verbindungen bestehen, sehr stark herabgesetzt wird, so daß damit die wichtigsten Nachteile der bekannten energieliefernden, eutektischen Gemische behoben werden können. Gemische, die diese Alkanolaminsalze in den genannten Anteilen enthalten, sind bis hinab zu mindestens - 10"C flüssig.It has surprisingly been found that the addition of alkanolamine nitrates or perchlorates the freezing point of eutectic mixtures that consist mainly of oxygen-releasing salts and combustible compounds, very strong is reduced, so that the main disadvantages of the known energy-supplying, eutectic Mixtures can be fixed. Mixtures containing these alkanolamine salts in the stated proportions are liquid down to at least -10 "C.
bei geeigneten Zusammensetzungen sind sie aber auch noch bei -20° C und noch tieferen Temperaturen flüssig.with suitable compositions, however, they are still at -20 ° C. and even lower temperatures fluid.
Als Alkanolamine, deren Nitrate oder Perchlorate erfindungsgernäß eingesetzt werden, kommen primäre,
sekundäre und tertiäre Alkanolamine infrage. Beispielsweise seien genannt: Äthanolamin, 2-Aminobutanol,
2-Aminoisobutanol, Diethanolamin, Triäthanolamin.
Es ist auch möglich, bis zu 50 Gew.-% derPrimary, secondary and tertiary alkanolamines are suitable as alkanolamines, the nitrates or perchlorates of which are used according to the invention. Examples include: ethanolamine, 2-aminobutanol, 2-aminoisobutanol, diethanolamine, triethanolamine.
It is also possible to add up to 50% by weight of the
ίο Alkanolaminsalze durch die Alkylaminnitrate oder -perchlorate zu ersetzen, ohne daß der Erstarrungspunkt über -10°C ansteigt. Die Alkylreste dieser Alkylaminsalze können die gleichen wie diejenigen der entsprechenden Alkanolamine sein, sie können aber auch von diesen verschieden sein. Bevorzugt wird Methylaminnitrat eingesetzt.ίο alkanolamine salts through the alkylamine nitrates or -perchlorate without the freezing point rising above -10 ° C. The alkyl groups of these Alkylamine salts can be the same as those of the corresponding alkanolamines, but they can also be different from these. Methylamine nitrate is preferably used.
Das als Basis für die vorliegenden energie.iefernden, eutektischen Gemische eingesetzte eutektische Gemisch aus sauerstoffabgebenden Salzen und den Gefrierpunkt dieser Salze herabsetzenden verbrennbaren Substanzen besteht einerseits aus Sauerstoff liefernden, anorganischen Salzen und andererseits aus den Erstarrungspunkt dieser Salze herabsetzenden verbrennbaren Verbindungen. Sein Anteil an der gesamten eutektischen Mischung liegt zwischen 20 und 70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 30 und 50 Gew.-%.That as the basis for the present energy. eutectic mixtures used eutectic mixture of oxygen-releasing salts and the These combustible substances lowering the freezing point of these salts consist on the one hand of oxygen supplying, inorganic salts and on the other hand from the solidification point of these salts lowering combustible compounds. Its share in the total eutectic mixture is between 20 and 70% by weight, preferably between 30 and 50% by weight.
Als anorganische Salze kommen hauptsächlich Ammoniumnitrat und/oder Natriumnitrat infrage. Aber auch andere Alkali- oder Erdalkalinitrate und/oderMainly ammonium nitrate and / or sodium nitrate come into consideration as inorganic salts. but also other alkali or alkaline earth nitrates and / or
jo Perchlorate können verwendet werden.jo perchlorates can be used.
Die verbrennbaren Verbindungen umfassen die Nitrate und Perchlorate von Aminen und Abkömmlingen des Ammoniaks. Als Amine können primäre, sekundäre und tertiäre Alkyl- und Arylamine (z. B.The combustible compounds include the nitrates and perchlorates of amines and derivatives of ammonia. Primary, secondary and tertiary alkyl and aryl amines (e.g.
Methylamin, Äthylamin, Anilin, Phenylendiamin), cyclische
Amine (z. B. Hexamethylentetramin) oder mehrwertige Amine eingesetzt werden (z. B. Äthylendiamin,
Hexamethylendiamin oder Tetraäthylenpentamin).
Die Abkömmlinge des Ammoniaks umfassen Hydrazin. Harnstoff und dessen Substitutionsprodukte, Urethane,
Guanidin und quartäre Ammoniumverbindungen. Als gefrierpunktserniedrigende, verbrennbare Verbindungen
eignen sich weiterhin die Ammoniumsalze aliphatischer Carbon- und Sulfonsäuren, wie z. B.Methylamine, ethylamine, aniline, phenylenediamine), cyclic amines (e.g. hexamethylene tetramine) or polyvalent amines can be used (e.g. ethylene diamine, hexamethylene diamine or tetraethylene pentamine).
The derivatives of ammonia include hydrazine. Urea and its substitution products, urethanes, guanidine and quaternary ammonium compounds. The ammonium salts of aliphatic carboxylic and sulfonic acids, such as, for. B.
*"> Ammoniumformat, Ammoniumacetat, Ammoniumsulfamat
und die Amide dieser Säuren, wie z. B. Formamid, Acetamid, Harnstoff und dessen Abkömmlinge, wie
Urethane, Ureide und Carbamidsäure.
Auch Ammoniumthiocyanat, AmriH-niumhypophosphit,
Ammoniumthiosulfat, wasserfreies Natriumacetat und Mono- und Oligosaccharide eignen sich als
gefrierpunktsemiedrigende, verbrennbare Verbindungen.
Bevorzugt werden als Hauptbestandteile des als Basis dienenden eutektischen Gemisches Ammoniumnitrat
und Harnstoff im Gewichtsverhältnis 1 :(0,6 bis 1,5) eingesetzt. * "> Ammonium format, ammonium acetate, ammonium sulfamate and the amides of these acids, such as formamide, acetamide, urea and its derivatives, such as urethanes, ureal and carbamic acid.
Ammonium thiocyanate, ammonium hypophosphite, ammonium thiosulfate, anhydrous sodium acetate and mono- and oligosaccharides are also suitable as combustible compounds which lower the freezing point.
Ammonium nitrate and urea in a weight ratio of 1: (0.6 to 1.5) are preferably used as the main constituents of the eutectic mixture serving as the base.
Den erfindungsgemäßen eutektischen Gemischen können auch flüssige, in diesen lösliche VerbindungenThe eutectic mixtures according to the invention can also contain liquid compounds which are soluble in them
«> zugesetzt werden* wie hochsiedende Alkohole (Glycerin, Glycol, Diglycol u. a.).«> Are added * such as high-boiling alcohols (glycerine, Glycol, diglycol and others).
Zur Steuerung der Konsistenz können die erfindungsgemüßcn eutcktir.chen Gemische mit Quellmittel in Mengen von 0,1 bis 10 Gcw.-n/o. vorzugsweise 1 bis 5For controlling the consistency of the erfindungsgemüßcn eutcktir.chen mixtures with swelling agents can be used in amounts of 0.1 to 10 Gcw.- n / o. preferably 1 to 5
h'i Gew.-%, versetzt werden. Die Quellmittel schützen diese Gemische oder daraus hergestellte Arnmoniumtiitratsprengstoffe sowohl vor dem Entmischen als auch vor dem Kindringen von Wasser. Als Quellmittel h 'i wt .-%, are added. The swelling agents protect these mixtures or ammonium tri-nitrate explosives made therefrom both from segregation and from water wrestling. As a swelling agent
2i 262i 26
kommen ζ. B. Oligo- oder Polysaccharide infrage. Beispielsweise seien genannt: Guarmehl, Johannisbrotkernmehl, Agar-Agar, Stärke, Cellulosederivate (z. B. deren Ester, Äther und Glycolate), Eiweißstoffe und Gelatinen, Gummiarabikum, Traganth und Alginate.come ζ. B. oligo- or polysaccharides are possible. Examples include: guar flour, locust bean gum, agar-agar, starch, cellulose derivatives (e.g. their esters, ethers and glycolates), proteins and gelatins, gum arabic, tragacanth and alginates.
Als Quellmittel kommen auch Andickmittel wie Polyacrylamide, Polyacrylsäuren, Polyvinylalkohol und Polyoxymethylen infrage; ebenfalls können inerte, feinverteifce Andickmittel wie Bentonite, Kieselsäure und Silikate eingesetzt werden. ι οThickening agents such as polyacrylamides, polyacrylic acids, polyvinyl alcohol and can also be used as swelling agents Polyoxymethylene in question; Inert, finely dispersed thickeners such as bentonites and silicic acid can also be used and silicates can be used. ι ο
Gegebenenfalls können die Quellmittel auch vernetzt werden. Durch Zusatz von antibakteriellen Mitteln, wie z. B. Salicylsäure, können die Quellmittel haltbar gemacht werden.If appropriate, the swelling agents can also be crosslinked. By adding antibacterial agents such as z. B. salicylic acid, the swelling agents can be made durable.
Zum besseren Auflösen der Andickmittel und zur Verflüssigung der schmelzbaren Komponenten kann den eutektischen Gemischen Wasser zugesetzt werden. Zur Erhaltung der Energie ist es vorteilhaft, die zugegebene Wassermenge möglichst gering zu halten.To better dissolve the thickener and to liquefy the meltable components water can be added to the eutectic mixtures. In order to conserve energy it is beneficial that to keep the amount of water added as low as possible.
Die erfindungsgemäßen eutektischen Gemische liefern bei ihrer Umsetzung Energie und Wärme und sind deshalb als solche direkt als Sprengstoffe einsetzbar oder können zur Herstellung von Sprengstoffen verwendet werden.The eutectic mixtures according to the invention provide energy and heat when they are converted and are can therefore be used as such directly as explosives or can be used to manufacture explosives be used.
Mit den erfindungsgemäßen eutektischen Gemischen können energiereiche Sprengstoffgemische mit einstellbarer Handhabungssicherheit gefertigt werden. Es kommen z. B. infrage Sprengstoffe auf der Basis von diesen eulektischen Gemischen und von:With the eutectic mixtures according to the invention, high-energy explosive mixtures with adjustable Handling safety are manufactured. There come z. B. in question explosives based on these eulectic mixtures and of:
Die Vorteile der erfindiingsgemäßen eutektischen Gemische und der mit ihnen gefertigten Sprengstoffe liegen darin, daß sie bei Temperaturen unterhalb - 100C verwendet werden können. Weitere Vorteile sind, daß die Energie, Detonationsfähigkeit und Konsistenz der eutektischen Gemische und der mit ihnen gefertigten Sprengstoffe in weiten Grenzen variiert werden können. Die Handhabungssiche, heit dieser eutektischen Gemische bzw. der mit ihnen gefertigten Sprengstoffe hängt von dem Anteil der detonationsfähigen Komponenten ab; sie ist jedoch stets erheblich besser als diejenige der detonationsfähigen Komponenten alleine.The advantages of the erfindiingsgemäßen eutectic mixtures and of the finished explosives with them are that they at temperatures below - can be used 10 0 C. Further advantages are that the energy, detonation capacity and consistency of the eutectic mixtures and the explosives produced with them can be varied within wide limits. The handling safety of these eutectic mixtures or the explosives produced with them depends on the proportion of components capable of detonation; however, it is always considerably better than that of the components capable of detonation alone.
Die folgenden Beispiele beschreiben und erläutern die Erfindung. Sie sollen den erfindungsgemäßen Gedanken in keiner Weise beschränken.The following examples describe and illustrate the invention. You should follow the inventive idea in no way restrict it.
Die Zusammensetzung der folgenden sechs eutektischen Gemische sind erfindungsgemäß. Sie wurden durch Zusammenschmelzen der einzelnen Komponenten hergestellt und haben die in der folgenden Tabelle aufgeführte gewichtsmäßige Zusammensetzung. Sie sind alle bei — 200C noch flüssig; einzelne sind auch bei -35° C noch flüssig.The composition of the following six eutectic mixtures are according to the invention. They were produced by melting the individual components together and have the composition by weight listed in the table below. They are all still liquid at - 20 ° C .; some are still liquid even at -35 ° C.
Triäthanolaminnitrtt 70 — — — — —
Äthanolaminnitrat — 63 32 51 56 63Triethanolamine nitrate 70 - - - - -
Ethanolamine nitrate - 63 32 51 56 63
3030th
1. Brisanten Sprengstoffen, wie Pentaerythrittetranitrat, Tetranitromethylamia, Cycictrimethylentrinitramin, denen gegebenenfalls metallische Brennstoffe wie Aluminium oder Magnesi-jm hinzugefügt sein können.1. High explosives, such as pentaerythritol tetranitrate, Tetranitromethylamia, Cycictrimethylene trinitramine, to which metallic fuels such as aluminum or magnesia may be added could be.
2. Sprengstoffen auf der Basis von Sauerstoff liefernden Salzen wie Ammoniumnitrat, Alkalioder Erdalkalinitrate und/oder -perchloraten, denen gegebenenfalls brisante Sprengstoffe hinzugefügt sein können.2. Explosives based on oxygen supplying salts such as ammonium nitrate, alkali or Alkaline earth nitrates and / or perchlorates, to which explosives may be added could be.
Die Herstellung des eutektischen Gemisches kann erfolgen durch Zusammenschmelzen der einzelnen Komponenten oder durch Neutralisation des Gemisches der Amine mit den entsprechenden Säuren, Auflösen der übrigen Komponenten der eutektischen Schmelze und Abdampfen des Wassers. Während der Neutralisation können Säuren oder Basen auch mit den übrigen Komponenten gemischt sein, soweit keine unerwünschten Nebenreaktionen auftreten.The eutectic mixture can be produced by melting the individual components together Components or by neutralizing the mixture of amines with the corresponding acids, Dissolve the remaining components of the eutectic melt and evaporate the water. During the Neutralization, acids or bases can also be mixed with the other components, if none undesirable side reactions occur.
Für die Herstellung von Sprengstoffen auf der Basis dieser flüssigen, eutektischen Gemische kann das eutektische Gemisch als solches den obengenannten Sprengstoffkomponenten beigegeben werden oder im fertigen Sprengstoffgemisch entstehen. 5;This can be used for the production of explosives on the basis of these liquid, eutectic mixtures eutectic mixture as such are added to the abovementioned explosive components or in the finished explosives mixture arise. 5;
Die Andickmittel können dem flüssigen, eutektischen Gemisch oder der fertigen Sprengstoffmischung zugesetzt werden.The thickeners can be added to the liquid, eutectic mixture or the finished explosives mixture will.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sprengstoffe kann in den für herkömmliche Sprengstoffe oder for «) schlammartige Sprengstoffe vorgesehenen Apparaturen erfolgen.The production of the explosives according to the invention can be carried out in the methods for conventional explosives or for «) Mud-like explosives provided equipment take place.
|e nach Verwendungszweck können Zusammensetzung und Konsistenz der Sprengstoffe mit dem erfindungsgemäßen eutektischen Gemisch so variiert t>s werden, daß die Sprengstoffe in Form von Patronen oder als pump- ocltr gießfähige Masse zur Verfugung stehen.| Depending on the intended use, the composition and consistency of the explosives can vary with the eutectic mixture according to the invention thus varies t> s that the explosives are available in the form of cartridges or as a pump- ocltr pourable mass stand.
Harnstoffurea
10 — 16 17 20 10
10 27 32 17 24 27
10 10 20 15 - -10 - 16 17 20 10
10 27 32 17 24 27
10 10 20 15 - -
Es wurde ein eutektisches Gemisch folgender Zusammensetzung hergestellt:A eutectic mixture was produced with the following composition:
Harnstoff 13,5%Urea 13.5%
Dieses Gemisch enthält mehr als 30 Gew.-% der erfindungsgemäßen Alkanolamiri- bzw. Methylaminsalze; es ist demzufolge bei -200C noch flüssig. Es enthält weiterhin soviel detonationsfähige Stoffe, daß es eine Bleiblockausbauchung nach Trauzl von 250cm3/10g ergibtThis mixture contains more than 30% by weight of the alkanolamine or methylamine salts according to the invention; It is therefore still liquid at -20 0C. It also contains so much substances capable of detonation that it results in a lead block bulge according to Trauzl of 250cm 3 / 10g
Die erfindungsgemäße eutektische Mischung, welche bei -20° C noch nicht erstarrt, bestehend ausThe eutectic mixture according to the invention, which does not yet solidify at -20 ° C., consists of
wurde verwendet zur Herstellung eines plastischen Sprengstoffes mit folgender Zusammensetzung:was used to produce a plastic explosive with the following composition:
30% geliertes, eutektisches Gemisch,
70% Cyclotrimethylentrinitratnin.30% gelled, eutectic mixture,
70% cyclotrimethylene trinitrate.
Die Bleiblockausbauchung nach Trauzl beträgt 380 cm VIOg.The lead block bulge according to Trauzl is 380 cm VIOg.
Beispiel 4
Ein Ammoniumnitratsprengstoff mit folgender ZusammensetzungExample 4
An ammonium nitrate explosive with the following composition
Ammoniumnitrat 49,59 jAmmonium nitrate 49.59 j
Natriumnitrat 3,0%Sodium nitrate 3.0%
Aluminium 10,0%Aluminum 10.0%
Hexogen 15,0% geliertes, eutektischesHexogen 15.0% gelled, eutectic
Gemisch (wie in Beispiel 3) 223%Mixture (as in example 3) 223%
at eine Ausbauchung nach Trauzl von 480 bis 500 cm3/10 g.at a bulge according Trauzl 480-500 cm 3/10 g.
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